[发明专利]三维形状测量装置

权利要求书

1.一种三维形状测量方法，其使从发出具有宽带光谱的照明光的光源到被测量物的光路长、或者从所述光源到参照镜的光路长变化，检测这些光路长相等的位置，由此，来测量该被测量物的三维形状，其特征在于，

包含以下的阶段：

求出包含由于来自所述参照镜的所述照明光的返回光和来自所述被测量物的所述照明光的返回光的干涉而产生的白色干涉条纹的振幅的包络线表示最大值的位置的概略位置的阶段；

提取所述白色干涉条纹中包含的两个以上的相互不同的分光光谱频带成分的干涉条纹的阶段；以及

在所述概略位置附近，求出得到所述相互不同的分光光谱频带成分的干涉条纹的相位为相互相等的值的位置，由此来决定从所述光源到所述被测量物的光路长与从所述光源到所述参照镜的光路长相等的位置的阶段。

2.一种三维形状测量装置，其具有：发出具有宽带光谱的照明光的光源；形成由该光源发出的照明光到达参照镜以及被测量物的光路的光路形成单元；使从所述光源到所述被测量物的光路长、或者从所述光源到所述参照镜的光路长变化的光路长变化单元；以及检测所述各光路长相互相等的位置的检测单元，来对所述被测量物的三维形状进行测量，其特征在于，

具备：

摄像单元，其射入作为所述照明光的来自所述参照镜的反射光的第一返回光以及作为所述照明光的来自所述被测量物的反射光的第二返回光；

概略位置决定单元，其根据从所述摄像单元输出的摄像信号，决定包含由于所述第一返回光和所述第二返回光的干涉而产生的白色干涉条纹的振幅的包络线表示最大值的位置的概略位置；

相位计算单元，其计算所述白色干涉条纹中包含的两个以上的相互不同的分光光谱频带成分的在所述概略位置附近的干涉条纹的相位；以及

位移计算单元，求出由所述相位计算单元得到的所述相互不同的分光光谱频带成分的干涉条纹的相位为相互相等的值的位置，由此计算所述被测量物表面的位移量。

3.根据权利要求2所述的三维形状测量装置，其特征在于，

所述概略位置决定单元，对于所述白色干涉条纹的光强度，以关于由所述光路长变换单元产生的光路长变化的一定间隔进行采样，并且在计算出关于自第一采样值连续的一定个数的采样值的标准偏差之后，计算关于自第二采样值连续的一定个数的采样值的标准偏差，然后，依次进行标准偏差的计算，将包含该标准偏差为最大的采样值组的范围，决定为包含所述白色干涉条纹的振幅的包络线表示最大值的位置的概略位置。

4.根据权利要求2所述的三维形状测量装置，其特征在于，

所述概略位置决定单元，对于所述白色干涉条纹的光强度，以关于由所述光路长变换单元产生的光路长变化的一定间隔进行采样，在计算出关于自第一采样值连续的一定个数m的采样值的标准偏差之后，计算关于自第(m+1)采样值连续的一定个数m的采样值的标准偏差，接着，计算关于自第(2m+1)采样值连续的一定个数m的采样值的标准偏差，然后，依次进行标准偏差的计算，在包含该标准偏差为最大的采样值组以及相邻的采样值组的范围内，计算出关于自第一采样值连续的一定个数m的采样值的标准偏差之后，计算关于自第(m/2+1)采样值连续的一定个数m的采样值的标准偏差，接着，计算关于自第(2m/2+1)采样值连续的一定个数m的采样值的标准偏差，然后，依次进行标准偏差的计算，将包含该标准偏差为最大的采样值组的范围决定为包含所述白色干涉条纹的振幅的包络线表示最大值的位置的概略位置。

5.根据权利要求2所述的三维形状测量装置，其特征在于，

所述概略位置决定单元对于所述白色干涉条纹的光强度，以关于由所述光路长变换单元产生的光路长变化的一定间隔进行采样，并且在计算出关于自第一采样值连续的一定个数m的范围中的最初采样值和最后采样值的差分的绝对值之后，计算关于自第(m+1)采样值连续的一定个数m的范围中的最初采样值和最后采样值的差分的绝对值，接着，计算关于自第(2m+1)采样值连续的一定个数m的范围中的最初采样值和最后采样值的差分的绝对值，然后，依次进行差分的绝对值的计算，将包含该差分的绝对值为最大的采样值组的范围，决定为包含所述白色干涉条纹的振幅的包络线表示最大值的位置的概略位置。

6.根据权利要求2所述的三维形状测量装置，其特征在于，

所述摄像单元，为彩色照相机，且对每个所述相互不同的分光光谱频带成分输出所述摄像信号。